第四章中学化学实验教学及研究化学实验教学2

第四章中学化学实验教学及研究4.1化学实验教学概述4.2实验教学的功能4.3实验的分类和教学特点4.4在实验教学中发展学生能力4.5实验考核4.6过好化学实验关4.1化学实验教学概述爱因斯坦：“如果不考虑到谋生，做实验是人生中最美妙的事了。”波义耳：“实验是最好的老师。”傅鹰：“化学是实验的科学，只有实验才是最高法庭。”李政道：“对于实验，无论怎么强调都不过分。”戴安邦：“实验是开展全面的化学教育的最有效途径”美国有的州规定，实验教学占课时的二分之一英国的中学化学实验室利用率高达80%-90%日本至少有1/3—1/4的时间用于实验教学《课程标准》提出实验占课时的比例应超过20%实验开设内容少，实际占教学时间15%左右教师实验的比例为60%-85%，学生实验时间平均20%（包括实验课）；理论课内学生实验时间所占比例小于10%。自主探究性实验比例少于8%95%以上中学的化学实验室不对学生开放1、我国化学实验教学现状2、为什么化学实验在实践中常被忽视？学校实验条件的制约应试教育的制约时间制约化学教师对于实验认识不足的制约。一些教师，特别是青年教师，对于实验往往心中无数，甚至有些对实验存在着畏惧感，怕做实验，课堂演示实验成功率不高。3、实验教学对我们的意义化学教师要过好实验这一关。成为名特教师的必由之路（曹洪昌）。化学教学设计、说课、模课如何创新，主要点在实验，一个精巧的实验，胜于一堂精彩的演讲。化学课要胜出，突破点就在实验上。中学大约有130个实验，希望大家在具备条件的时候每个实验都做一两遍。否则就容易产生“实验心病”。4.2化学实验的功能一、认识论功能化学实验能引发学生的化学教学认识化学实验为学生提供化学事实性知识化学实验能检验、巩固、深化化学知识和理论修正化学知识认识的偏差案例1第3章物质构成的奥秘第一节用微粒的观点看物质——活动与探究[实验1]取几支量筒分别进行下面的实验，事先预测结果并与记录值进行比较表3—1水与酒精混合的体积变化实验操作体积变化体积变化预测结果测量结果1、50ml水与50ml水混合2、50ml酒精与50ml酒精混合3、50ml酒精与50ml水混合二、方法论功能

实验方法论的内容：观察的方法实验的方法：实验条件控制、实验记录、对实验数据和事实的处理方法科学抽象的方法假说的方法模型的方法三、教学论功能

激发学习兴趣创设教学情境提供多样化的学习方式发展能力发展情感、态度、价值观一句古老的中国谚语我听，我忘记我看，我记住我做，我理解即便是最简单的物理性质，通过实验演示的方法也可以达到更好的教学效果。如：酒精灯火焰的温度、浓硫酸的物理性质等。4.3化学实验的分类教学按照实践形式：演示实验、边讲边实验、学生实验、实验习题按照实验的复杂程度：传习性实验、独立实验和探索实验1、演示实验演示实验是教师进行表演，并引导学生观察和思维的实验。它有独特的作用1、演示实验有特殊魅力，容易引发学生的兴趣，提高教学效果。2、可以为学生提供鲜明、准确、生动的材料，便于理解和记忆。3、可以帮助学生学习正确、规范的实验操作方法，培养良好的实验习惯。4、可以培养学生观察、分析、推理的能力。演示实验的艺术1、目的明确2、保证成功

坚持课前预做

课前要再检查3、确保安全4、注意示范性5、边讲边做6、尽量提高可见度7、注意启发引导2、边讲边实验的技巧又叫随堂实验，是结合实验讲课的一种教学效果很好的形式。结合新的学习内容，在教师的指导下学生一边观察实验现象，一边思考，对所学的知识印象深、理解透、学的活，增加了动手操作机会，有助于培养学生的学习兴趣，进行科学态度和科学思维的训练。1、讲做结合，边教边实验2、通过实验设疑，不断提出问题，引导操作，分析讨论得出正确结论。3、边提问，边实验，边观察，边思考，边记录边分析案例：苯酚在引入新课后，进行“设疑引导，逐一操作”①苯酚是一种什么样的物质②苯酚的溶解情况怎么样？③苯酚为什么储存于棕色瓶子，遇高锰酸钾溶液会出现什么情况？④从苯酚与乙醇的结构看都有羟基，则他们分别与氢氧化钠反应有什么现象，为什么？⑤苯酚的酸性如何？怎么论证？⑥苯酚与苯有相同的结构部分，则分别滴入溴水有何现象？为什么？如何检验苯酚？边讲边实验的使用第一，所入选的实验都应是简单的。例如，试管实验，操作简单，用量少，保证三五分钟能完成。第二，实验现象鲜明，有说服力，很少发生异常，以便教师指导学生进行分析、综合、推理，不横生枝节，影响教学进度。第三，安全。第四，一堂课中入选的边讲边实验不宜过多，否则学生忙于实验操作，无暇仔细观察与思考，因而收效不大。3、学生实验的教学1、制定明确课型的教学目标，做到有的放矢。2、做好课前的准备工作（1）做好实验器材准备（2）要求学生做好预习3、实验课的指导（1）实验前指导讲解实验要领与成败关键提示安全注意事项对学生普遍易错的操作进行示范、提要求就实验内容提出问题，引发学生思考实验前的指导应突出重点，不可失之琐细，尤其不宜占用较长时间。（2）实验过程中的指导对学生在实验中遇到的问题或违规操作进行指导注意启发、诱导的方式，不可有问必答对于操作的难点，宜让学生重复，从中给出指导对危险操作，要令行禁止，讲清道理，并给与示范。指导学生进行记录指导学生养成良好的科学实验习惯4、在实验后进行总结tips:如何指导学生实验?1.提出本实验关键性问题2.演示与讲解交替进行，时而交替进行，时而边演示边讲解3.巡回辅导，解决主要矛盾4、要求学生人人动手，“正当实干家，不做观察员”5、不要一看到错误就急于越俎代庖，应该启发、诱导学生自己发现问题。4、实验习题的教学解答实验习题是指让学生上讲台用实验手段回答教师提出的问题，这类习题多是检验离子和鉴别物质一类的内容。这种方式对培养学生灵活运用知识的能力最为有效。实践证明，学生最喜欢这种实验的方式，主动要求参加实验的学生较多。案例1、有三瓶未知溶液，分别为NaCl、Na2CO3、Na2SO4，请用实验鉴别。2、硫元素的常见的化合价有-2、+4、+6，请根据给出的材料设计实验验证硫在不同价态间的转化。5、传习性实验、独立性实验和探索性实验传习性实验是化学实验教学中最基本的教学形式,它包括教师演示、边讲边做、学生验证性实验等,它的目的是通过教师的示范、指导和学生在指导下的动手操作来培养学生实验操作和观察实验的基本能力，为向第二层次发展打下基础,可称之为“训练的特殊迁移”。

“教有方”指教师的示范和引导要标准，做到目的明确、准备充分、操作规范、效果显著，一步步引导学生学会观察。“学有法、练有序”指学生在教师指导下，循序渐进地练习并掌握观察要领，不断向教师、向实验、特别是向自己问“为什么”“思有理”指要把观察和思考结合起来，使思路清晰，透过现象看本质。传习性实验教学要领独立性实验基本操作经多次反复形成技能后，开始进人较高级的阶段。能独立地完成某些实验，会选择一定的仪器和试剂，并能编制简单的实验程序，在实验中基本上可以离开教师的指导，但可能还不时地显示出急躁、盲目、没有把握、对自己不信任,还要教师给予鼓励和适当的指导，但毕竟可以比较独立地进行一些经过周密计划有目的的实验了。探索性实验要通过实验方法运用创造性思维独立地研究对学生来讲还是没有认识的事物，甚至是教科书和教师都没有介绍过的新问题。如：在学习了镁条在二氧化碳中可以燃烧的反应后提出了镁条可否在一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、氮气、二氧化硫等气体中的燃烧问题,于是设计方案制备气体,逐一实验、仔细观察、认真记录、综合对比，归纳总结得出了这一反应规律。（1）传习性实验和模仿性思维：不仅要求学生掌握要领，更要用“为什么”引导学生的思维进入探索问题内涵的境界。（2）独立性实验和程序性思维：重点在计划性和目的性（3）探索性实验和创造思维：重点在学习力和思维的辩证性。三类实验的对比培养学生的观察力培养学生的操作力培养学生的思维力培养学生的创新能力培养学生的实验数据分析与处理的能力4.4在实验教学中发展学生的能力一、发展学生的观察力

学生在实验观察中存在的问题：随机性观察多，确定性观察少笼统模糊的观察多，仔细区分的观察少杂乱无章的观察多，程序计划的观察少明显主题的观察多，隐蔽背景的观察少直观感知的观察多，间接认知的观察少观察的基本方法全面观察如：钠与水的反应、镁与水的反应（例2）有序观察先观察装置，再观察反应物的状态及变化，最后观察生成物。观察装置时要遵循先中心后局部，从左到右，从上到下的规则；在观察物质时，应依次观察物质的状态、颜色、气味、硬度、密度、溶解性（视-嗅-听-感）；在观察物质变化时，要注意状态、颜色、声音、温度，要先观察中心再观察环境等重点观察反应物前后颜色、状态的变化等，如Fe（OH）2和NO对比观察对比不同实验条件下发生的变化，如硫在氧气中的燃烧、喷泉实验前后颜色变化等案例1

蒸馏水的制取实验○要提睲学生观察的对象有烧瓶中液体颜色、温度计水银柱、冷凝管中水的流向、锥形瓶中液体颜色等。○温度计的水银球置于蒸馏烧瓶支管口理由是：便于测量和控制馏分的温度。○冷凝管中水的由下进上出的原因是什么？案例2镁与水反应的实验实验步骤：用砂纸将镁条擦亮放入试管中，加入适量水，再加2-3滴酚酞。观察方法：不加热，观察镁条表面是否有气泡，溶液颜色变化情况。再加热，观察镁条表面产生气泡情况和溶液颜色变化情况。实验现象：不加热时，可观察到镁条表面有少量很小的细密气泡，且在镁条的边角处气泡要多一些，镁条表面开始有若隐若现的粉红色，然后红色慢慢变深，给试管加热，可看到红色变深较明显，并有较多气泡。1.我要观察什么?2.我观察到了什么？马上记下来！3.我知道了什么？4.我想到了什么？教你一招:在实验中如何做好观察?1.认识金属钠的状态、颜色、硬度的相对大小、密度的相对大小、熔点的相对高低。我要观察什么?2.观察金属钠与水的反应。1、金属钠的状态—-2、金属钠的密度的相对大小—-3、金属钠硬度的相对大小—-4、金属钠的颜色—-固态银白色、有金属光泽硬度小，可用小刀切割ρ钠>ρ煤油我观察到了什么？马上记下来！观察记录：金属钠的物理性质现象思考与结论金属钠与水反应1.浮在水面：2.熔成小球：3.四处游动：4.发出嘶嘶的响声：5.溶液由无色变红：ρ水>ρ钠反应放出热量，钠的熔点低反应剧烈、生成气体反应生成碱性物质我知道了什么？思考与结论思考1：钠与水反应的化学方程式如何书写？[分析·思考]我想到了什么？思考2：为什么“严禁比绿豆粒大”？思考3：为什么“严禁用手触摸钠”？2、发展学生的实验能力

循序渐进，科学地突破学生实验能力的发展阶段（1）单项操作（2）联合操作（3）独立实验操作（4）自我协调、自我完善阶段教学中怎样培养学生的实验能力一、提高教师的实验技能，是培养学生实验能力的前提。二、抓好学生实验操作的训练是培养学生实验能力的基础1、抓早——从绪论开始2、抓细——逐项对学生进行考核，采取“讲清道理、示范操作、学生练习，反复提高”四部曲，两人一组，相互纠正，项项落实。3、集中抓——如高一学生，在一入校就进行实验培训，要求达标4、反复抓——如中和滴定中终点的确定，就要反复训练三、上好实验课，是培养学生实验能力的中心环节1、做到五备：备实验的目的，备基本技能操作训练，备实验材料，备关键和注意事项，备直观教具。此外还要知道学生做好预习工作，认真填好“实验内容、步骤”一栏。2、严格的实验室纪律3、发挥教师主导作用，既大胆放手，又不放任自流。4、重视实验习题课，引导学生正确设计实验。可以先让学生写出自己的实验方案，教师再检查、综合，在课堂上充分讨论，引导学生进行比较，从而选择出最佳方案。同时允许学生坚持自己的方案，下课后自己做实验。5、让学生上台演示实验。这样学生会对实验中自己或同学暴露的问题留下更深刻的印象。3、培养学生的思维能力●在实验观察中培养学生科学严谨的学习态度●在实验现象的观察中培养学生的思维能力案例3：学生在观察钠与水反应的实验时，只得出“反应是很剧烈的”的印象是不够的。应要求学生从钠浮在水面上并熔成小球的现象中，考虑到它的比重小于水，熔点低；以及由于水面产生了气体使钠珠游动；从溶液变红推理出产生了OH-等……案例3溶液的导电性实验○实验步骤：在五只小烧杯中分别加入NaCl溶液、NaOH溶液、稀盐酸酒精溶液、蔗糖溶液。同时插入电极，接通电源。○实验现象：插入NaCl溶液、NaOH溶液、稀盐酸的灯泡明亮，蔗糖溶液灯泡很暗，酒精溶液灯泡很暗（无水乙醇灯泡不亮）。○现象分析→实验结论：案例4电解质溶液的导电实验○实验步骤：在四只小烧杯中分别加入浓度均为0.1mol/L的盐酸、醋酸溶液、氢氧化钠溶液和氨水。同时插入电极，接通电源。○实验现象：盐酸、氢氧化钠溶液灯泡明亮，醋酸溶液、氨水灯泡较暗。○现象分析→实验结论：实验装置如下:【实验操作规范】为了排除无关因素的干扰，本实验应控制多种实验条件，如烧杯的规格相同、烧杯内溶液的体积相等、相同的电极材料、各电极间的距离相等、溶液的温度相同等，最关键的条件（或因素）是物质的量浓度相同。案例5铜与浓硫酸反应的实验（P92）观察方法：大试管中铜片，溶液颜色和状态、液面上方变化情况；品红溶液颜色变化等。实验现象：有刺激性无色气体产生（可能有酸雾）；铜片不断溶解；溶液先变蓝色，然后变黑色浊液，还可能出现白色晶体。现象分析→结论：解析：可能是由于浓硫酸表现出强氧化性和吸水性，本身被还原生成SO2外，还能还原生成更低价态的产物，Cu被氧化也可能有＋1价产物，所以产物可能有：CuSO4、SO2、CuS、Cu2S、析出无水CuSO4晶体等。也可用如下较简易的装置进行实验4、培养学生的创新能力○尽可能多地让学生多参与多动手○正确处理课堂生成性问题，引导学生实验探究。○初步培养实验设计和评价的能力案例6有的同学在溶液和胶体区别的实验时，观察到泥沙水也能看到光亮的通路。有一组同学在做实验总结时，提出了牛奶到底是胶体还是乳浊液的问题。实验使用的牛奶和激光笔体积分数100%纯牛奶用激光笔照射体积分数10%的牛奶用激光笔照射体积分数1%的牛奶用激光笔照射案例7：SO42-的检验实验表1：按教科书滴入BaCl2溶液和稀盐酸后的实验纪录：现象步骤

试剂

AgNO3溶液Na2CO3溶液Na2SO3溶液Na2SO4溶液滴入BaCl2溶液和稀盐酸白色沉淀先有沉淀，然后溶解先有沉淀，然后溶解白色沉淀

结论：教材实验描述不够严谨，应该改成先滴稀盐酸，再加BaCl